钛微合金化热轧双相钢的工艺研究

通过模拟实验研究了钛微合金化热轧双相钢的连续冷却转变曲线及终轧温度对组织的影响规律,获得了可行的工艺窗口,并进行了验证性热轧实验.在冷却速率小于5℃·s-1及温度在625~725℃时,实验钢可以形成先共析铁素体.随着终轧温度升高,组织中铁素体及马氏体含量先升高后降低,但幅度不大.同时,当终轧温度较高时,铁素体显微硬度增加,析出强化作用增加.当终轧温度及缓冷温度分别为840℃及700℃时,获得了抗拉强度为672 MPa及屈强比为0.61的性能良好的热轧双相钢.经计算,铁素体组织中析出强化量为78.5 MPa.     

形变过程中TRIP效应的相变热动态研究

采用拉伸与测温试验同时进行的方法,将应力应变曲线与热能曲线相结合,动态研究热轧TRIP钢拉伸过程中的相变热.研究表明:热轧TRIP钢在拉伸过程中材料增加的热能由部分转变的塑性功和马氏体相变热组成,因此,拉伸过程中实际测得的试样热能高于由塑性功转变的热能.利用平均综合热能损失系数对低速拉伸的TRIP钢的热能进行补充,通过计算与推导,证实了试样在刚进入塑性变形时,一定数量的较不稳定残余奥氏体首先集中发生马氏体相变,随着应变的进一步加大,剩余的较稳定的残余奥氏体根据其稳定情况发生马氏体相变的数量逐渐减少,在试样均匀延伸结束前绝大部分残余奥氏体已转变为马氏体.结合相变热变化可动态描述热轧TRIP钢形变过程中马氏体相变的情况.     

汽车内板用冷热冲压薄板成形性对比

因生产工艺不同,薄板坯连铸连轧所生产的0.8～3.o mm的热轧产品与待统冲压用冷轧产品存在着一定的差异.从材料的化学成分、力学性能、扩孔性能等方面与冷轧冲压薄板进行对比研究.研究结果表明,两种材料化学成分相近,热轧SPHE薄板因屈服强度过高,r值过小,致使成形性低于冷轧产品.与汽车用冲压材料要求对比结果表明,SPHE板满足汽车用板冲压要求,可在汽车内板采用热轧材料进行“以热代冷”冲压生产.     

Ti微合金化汽车大梁钢510L的组织性能

通过层流冷却及卷取过程模拟实验和实验室热轧实验研究了冷却工艺参数对Ti微合金化汽车大梁钢510L组织性能的影响规律,并在生产现场进行了工业试制.结果表明,大冷速有利于弥散细小的TiC粒子析出,冷速和终冷温度对实验钢强度的影响是细晶强化、析出强化和相变强化共同作用的结果,N含量显著影响Ti的析出强化效果,在冶炼时应严格控制钢中的N含量,否则将对钢板的性能产生较大的影响.实现了低成本Ti微合金化汽车大梁钢510L的批量稳定生产.     

浅谈汽车齿轮锻造毛坯的等温正火工艺

针对20CrMoH汽车齿轮用渗碳钢在普通正火中冷却速度不一样而获得的显微组织和性能不理想的问题,通过对比分析,解决了采用等温正火工艺在一个较宽的温度范围内,可获得最佳的显微组织和硬度的问题,并可降低成本.     

NVE36船板钢连续冷却转变行为及动力学回归模型

采用热膨胀仪对船板钢NVE36进行了连续冷却转变曲线(CCT曲线)的测定,并用显微镜观察其室温组织,用维氏硬度仪测定了组织硬度. 利用Matlab软件平台对实验数据进行处理,建立了相变点温度-冷却速率关系模型及动力学回归模型,回归计算得到该钢种的最优模型系数. 最后对比了NVE36钢在连续冷却过程中实验和回归模拟的动力学行为. 结果表明计算值与实验值吻合很好,证明所建立模型的合理性及数据处理方法的可行性.     

新一代热轧TRIP钢的研究

对热轧后等温淬火的热轧Si-Mn TRIP钢进行了研究,通过对该钢的组织性能检测,讨论了其相变诱发塑性(TRIP)机制.结果表明:热轧Si-Mn TRIP钢中发生了残余奥氏体的应变诱导马氏体相变,表现出抗拉强度和总延伸率的良好配合.残余奥氏体的稳定性随等温保温时间的增加而增加,进一步增加等温时间则又使残余奥氏体稳定性降低.等温25 min时力学性能最佳,抗拉强度、总延伸率和强韧性平衡分别达到了774 MPa,33%和25 542 MPa%的最高值.     

含磷TRIP钢的CCT图

为了探索合金元素在TRIP钢相变过程中的重要作用,利用金相、显微硬度等方法研究了四种不同合金成分C-Mn-Al-PTRIP钢的CCT图.结果表明:Al元素强烈地缩小奥氏体相区,提高Ac3与Ms;Al元素促使CCT图左移和上移.P元素能够阻碍碳化物生成,当钢中P质量分数达到0.14%时,能显著地将CCT图中的珠光体区与贝氏体区右移;P元素对铁素体相变和马氏体相变没有显著的影响.结果还显示出随着冷却速率的增加,材料的显微硬度随之增加.对于每一种成分,超过其临界冷却速率时,将得到完全的马氏体组织.     

异步热轧对低合金钢显微组织及力学性能的影响

分别采用同步热轧及异速比为1.2的异步热轧对低合金钢进行热轧,研究异步热轧对低合金钢显微组织及力学性能的影响机制.结果表明,与同步热轧相比,异步热轧可显著促进低合金钢奥氏体/铁素体相变,提高热轧钢板厚度方向的组织均匀性.同步热轧工艺下,钢板表层为细晶铁素体层,厚度1/4或1/2处组织为粗大的贝氏体.异步热轧工艺下,钢板板厚方向主要为均匀的铁素体组织.两种热轧条件下,实验钢的抗拉强度和延伸率相当,分别为710~718 MPa和20%.采用异步热轧代替同步热轧后,实验钢的屈服强度由526MPa提高至561 MPa.这主要是由于同步热轧的钢板相变强化占主导,而异步热轧的钢板细晶强化相对较强.     

汽车齿轮钢20CrMnTi盐浴渗硼工艺研究

渗硼可以提高汽车齿轮钢20CrMnTi表面的硬度和耐磨性.用盐浴渗硼的新工艺方案处理后,可获得渗层深90 μm,组织为FeB+ Fe2B的渗硼层,最高硬度位于20 μm深度处,为1560 HV.试验显示,试件渗硼层与基体亲和性好,结合牢固,不易剥落,满足汽车齿轮工作要求.     

基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢组织及性能

通过单轴热压缩试验,结合扫描电镜以及X射线衍射技术,研究了动态相变前奥氏体晶粒状态对基于动态相变的热轧Nb-V-Ti微合金化TRIP钢复相组织状态及力学性能的影响.与动态相变前奥氏体晶粒为等轴状条件下相比,动态相变前奥氏体晶粒为拉长状条件下,动态相变得到的铁素体转变量较大,最终复相组织中贝氏体含量较少且团径较小,马氏体含量较少,但对残余奥氏体含量及其含碳量影响不明显.与不含微合金化元素的基于动态相变的热轧TRIP钢相比,Nb-V-Ti微合金化TRIP钢的屈服强度和抗拉强度明显提高,而延伸率有所降低.     

HB450低合金超高强耐磨钢组织与性能

在实验室条件下,设计了一种新型Ti-Cr-B系列HB450高韧性低合金超高强耐磨钢.研究了该类钢的基本特征、显微组织、析出物形态以及冷却速度对其组织和性能的影响.研究结果表明,试验钢具有良好的淬透性,在冷速大于20℃/s时即可获得大量的马氏体组织;试验钢在控制轧制后以950℃淬火,250～300℃回火时可获得细小均匀的回火马氏体+残余奥氏体组织,其布氏硬度达到450左右,具有良好的强韧性配合,满足HB450低合金耐磨钢性能要求;透射电镜分析表明,在250℃回火时,大量ε-FexC在马氏体板条内析出,该类碳化物对试验钢的强化起着极其重要的作用.     

Al对热挤压模具钢 SDAH13连续冷却转变规律的影响

采用热膨胀仪测定Al质量分数分别为0.77%和1.43%以及无Al的热挤压模具钢SDAH13的连续冷却转变曲线,并结合光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪分析Al元素对SDAH13钢相变点、连续转变规律、组织以及硬度的影响.结果表明：Al元素显著提高SDAH13钢的Ac1、Ac3和Ms点,降低淬火残留奥氏体含量,同时扩大铁素体及奥氏体两相区.在1060℃奥氏体化温度下,Al元素对SDAH13钢贝氏体相变的临界冷速(0.30℃·s-1)无明显影响,但使贝氏体相区变宽,Al质量分数分别为0.77%和1.43%的SDAH13钢的珠光体相变的临界冷速(0.05℃·s-1和0.3℃·s-1)均高于无Al的SDAH13钢的临界冷速(0.02℃·s-1),且Al质量分数为1.43%的SDAH13钢在0.02~0.08℃·s-1冷速下出现先共析铁素体组织. Al的加入还使SDAH13钢淬火硬度有所降低.     

TRIP钢在连续冷却过程中的相变行为

与普通C-Mn不同,热轧生产TRIP钢需要着重考虑合金质量分数、冷却速率和剩余奥氏体碳浓度对相变行为的影响.以Avrami方程为基础,确定了热轧低碳Si-Mn系TRIP钢相变动力学模型参数,并定量地分析了不同w(Si)、变形量和冷却速率对热变形奥氏体相变的影响.应用该模型预测的CCT曲线与实测值符合得较好.计算结果表明,w(Si)或变形量增加都会促进铁素体相变,从而有利于剩余奥氏体中碳质量分数的增加.     

热轧低碳钒钢强韧化机制的研究

采用不添加Mo,Cr,Ni,低成本V-N微合金化的成分设计,对实验钢进行控轧控冷(TMCP)实验,探讨其相变机理与析出行为,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,系统地研究了热轧微观组织和综合力学性能.结果表明,显微组织为针状铁素体、准多边形铁素体和粒状贝氏体及少量三角状M/A岛,析出的细小V(C,N)粒子呈不规则的椭球状,较均匀弥散地分布于铁素体基体内部.实验钢的屈服和抗拉强度分别为618,701 MPa,断后延伸率19%,冷弯性能合格,扩孔率达到94%,延伸凸缘性能及低温冲击性能良好,满足轮辐用钢的加工要求.细晶强化、固溶强化、析出强化、相变强化为主要强化机制.     

新型微变形齿轮钢的显微组织及亚结构

为了减少汽车齿轮的淬火变形,研制了一种新型微变形齿轮钢.用透射电子显微镜对这种钢在空冷状态下的显微组织进行了研究.结果表明,新型微变形齿轮钢在空冷条件下即可获得具有精细结构的无碳化物贝氏体铁素体束状组织,贝氏体铁素体片条、亚片条及亚单元被残留奥氏体膜包围,这种组织使微变形齿轮钢具有良好的强度和韧性,尤其冲击韧性显著提高.由于具有良好的强韧性配合,新型微变形齿轮钢在空冷条件下即可满足汽车齿轮复杂的工况要求.     

低碳钢开裂原因及轧制工艺参数研究

钢铁厂采用Q215带钢卷制方管时,在折弯处易发生严重开裂。为了降低钢管开裂率,从钢管显微组织和钢中夹杂物2个方面分析了钢管角部开裂的原因,通过探讨组织相变对中低碳钢冷变形性能的影响机理,制定合理的热轧和轧后冷却工艺参数,利用光学显微镜和扫描电镜分析了Q215钢中夹杂物和显微组织的性质,并利用J Mat Pro软件计算Q215钢的相变点、CCT和TTT曲线。结果表明:钢管开裂的主要原因是钢中存在沿着铁素体晶界析出的三次渗碳体,三次渗碳体属于硬脆相,在折弯变形时引起晶界处应力集中而产生裂纹;开裂的次要原因是钢中存在100μm以上的大尺寸硫化物夹杂。设置合理的调整热轧和冷却工艺参数,可以明显减少钢中三次渗碳体数量,增加了珠光体数量,显著降低钢管开裂率,为预防Q215及类似钢种的加工开裂提供参考依据。     

新型中锰热轧TRIP钢组织演变及力学性能

利用Thermo-Calc软件设计了一种中锰相变诱导塑性(TRIP)钢,利用全新的热处理工艺对其进行处理,研究了残余奥氏体的含量及其稳定性,并对该钢的显微组织和力学性能进行了分析.结果表明,实验用钢可获得接近1000MPa的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积>30GPa·%.固溶温度对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢固溶温度为750~800℃时,实验钢获得最佳的力学性能.     

热轧工艺对Cu-Cr-Zr合金力学性能和电学性能的影响

应用热轧在线淬火和随后的形变热处理相结合的工艺制备Cu-Cr-Zr合金板材,通过显微硬度、电导率、金相和TEM测试手段分析合金在加工制备过程中性能和组织的变化.研究结果表明:合适的热轧在线淬火工艺只需一次加热便能完成均匀化和快速热轧-淬火处理,达到在线固溶的目的;经热轧在线淬火工艺处理的合金组织细小、均匀,为后续的冷加工和时效处理提供良好的组织准备;于920℃热轧在线淬火能更好地满足实际生产和综合性能的要求.当热轧温度为920℃时,热轧在线淬火后的Cu-Cr-Zr合金,经80％冷轧并在450℃时效30 min后其硬度和电导率分别可达180和80.1％IACS.     

合金元素和工艺参数对热轧TRIP钢动态相变的影响

利用Gleeble热模拟试验机进行单轴压缩试验,研究了C-Mn-Si TRIP钢和C-Mn-Al-Si TRIP钢过冷奥氏体形变过程的组织演变,分析了合金元素和工艺参数对过冷奥氏体动态相变的影响.与等温相变相比,C-Mn-Si钢和C-MnAl-Si钢动态相变动力学明显加快.与C-Mn-Si钢相比,用质量分数约1%的Al替代Si后,C-Mn-Al-Si钢的A3温度明显提高,在相同变形工艺条件下C-Mn-Al-Si钢过冷奥氏体动态相变较易发生,而C-Mn-Si钢动态相变得到的铁素体晶粒比较细小.减小动态相变前奥氏体晶粒尺寸,有利于过冷奥氏体动态相变的进行.提高过冷奥氏体形变时的变形温度或应变速率均对动态相变产生一定的阻碍作用,但影响不显著.